TWI395723B - 移動玻璃帶劃線之方法及裝置及系統 - Google Patents

Description

移動玻璃帶劃線之方法及裝置及系統

本發明一般係關於劃線及切斷導引玻璃帶狀物之方法及裝置。

移動砧機器(TAM)是用來在移動玻璃帶狀物上形成水平的劃線。TAM是以和玻璃帶狀物一樣的方向，以匹配玻璃帶狀物的速度移動。在和玻璃帶狀物以相同方向移動時，有一個架在TAM上的線性滑件是垂直於TAM,也就是玻璃帶狀物的移動方向。當TAM隨著玻璃帶狀物移動時，附加在線性滑件上的劃線輪會和玻璃帶狀物接觸，並在玻璃帶狀物上劃線，產生橫跨玻璃帶狀物的水平劃線。在使用傳統彎曲技術時，劃線可使從玻璃帶狀物切割玻璃片較為容易。在熔融抽拉的處理過程中，移動的玻璃帶狀物表面是沒有支撐的，當劃線玻璃帶狀物時必須提供一種可抵銷劃線輪作用的反作用力。一般會在玻璃帶狀物背面施加一個水平的鼻輪，和劃線輪的位置相反以提供所需的反作用力。水平的鼻輪通常是耦合至ATM,使其在玻璃帶狀物上的定位，可和劃線的定位同步。

如人們了解，使用TAM劃線為複雜的處理過程以及需要確實地接觸玻璃帶狀物之表面。較不複雜但是有效的移動玻璃帶狀物之劃線系統為有益的。

本發明一項是關於在沿著通道縱軸移動的玻璃帶狀物劃線的裝置，其包括以一個相對於通道橫軸的角度架在橫跨通道的線性滑件耦合至線性滑件，沿著線性滑件移動的支架，和耦合至移動支架的發光裝置，可射出在玻璃帶狀物的表面可吸收特定波長的光線射束。在一項實施範例中，發光裝置是射出雷射光束。裝置可進一步包括耦合至線性 滑件的線性移動驅動器，以沿著線性滑件來移動支架。設備還可進一步包括有進口端部的噴嘴，和譬如冷卻劑的流體來源連通，並安排和發光裝置同步移動。裝置還可進一步包括機械式劃線裝置，用來起始玻璃帶狀物內的裂隙。機械式劃線裝置可耦合至線性滑件，並安排和發光裝置同步移動，這裡的機械式劃線裝置放在發光裝置之前，而噴嘴則放在發光裝置之後。

在另一方面，本發明是關於移動玻璃帶狀物劃線的系統，該系統包含一對平行的導引元件，並界定玻璃帶狀物沿其縱軸移動的通道，架在橫跨導引元件，以一個相對於通道橫軸的角度傾斜的線性滑件，耦合至線性滑件，以沿著線性滑件長度移動的移動性支架，以及耦合至移動支架的發光裝置，可射出在玻璃帶狀物的表面可吸收特定波長的光線射束。在一項實施範例中，可以選擇玻璃帶狀物的速度，傾斜角，和移動支架的速度，以使光線射束加熱沿著通道橫軸平行線的玻璃帶狀物。系統可進一步包括沿著通道橫軸平行線的玻璃帶狀物內起始裂隙的裝置。在一項實施範例中，發光裝置是射出雷射光束。系統可進一步包括用來調整移動性支架的速度，以對應移動玻璃帶狀物速度及/或線性滑件傾斜角度的控制系統。在一項實施範例中，橫跨通道放置一個線性滑件，使得線性滑件相對於通道橫軸的傾斜角度是可調整的。此系統可進一步包括沿著線性滑件移動的移動性支架的線性驅動器。此系統還可進一步包括有進口端的噴嘴，和譬如冷卻劑的流體來源連通，並安排和發光裝置同步移動。此系統還可進一步包括沿著導引元件安排的滾輪或邊緣導引器以接受玻璃帶狀物邊緣並抽拉經過通道的玻璃帶狀物。通道可以包括一個或以上的溫度控制區域。

然而在另一方面，本發明是有關玻璃帶狀物劃線的方 法，該方法包括沿著通道縱軸運送玻璃帶狀物，沿著橫跨放置的線性滑件，以一個相對於通道橫軸的角度傾斜以移動可移動性支架，以及運作耦合至移動性支架的發光裝置，發射出加熱玻璃帶狀物的光線射束以產生橫跨玻璃帶狀物的劃線。在一項實施範例中，移動可移動性支架包括選擇移動玻璃帶狀物的速度，移動性支架的速度，和線性滑件的傾斜角度，以使光線射束加熱沿著通道橫軸平行線的玻璃帶狀物。此方法可進一步包括施加冷卻劑到玻璃帶狀物光線射束被吸收的區域，在這個區域產生熱衝擊，因而在這個區域產生劃線。在一項實施範例中，發光裝置是射出雷射光束。

本發明其他的特徵和優點從以下的敘述和申請專利範圍中是顯而易見的。

本發明現在針對一些附圖所顯示優先實施例詳細加以說明。在說明優先實施例中，揭示出許多特定細節以完全了解本發明。不過，業界熟知此技術者了解本發明並不需要部份或全部這些細節而可加以實施。在其他情況中，為人熟知的特性及/或處理步驟並不詳細地加以說明以模糊本發明說明。除此，使用類似的或相同的參考數目以表示相同的或類似的元件。

圖1A所示的是一個在移動玻璃帶狀物102劃線的劃線系統100。玻璃帶狀物102可以有任何所需的橫截面形狀，但通常是平面或片狀的形式。在圖1A所示的實施範例，玻璃帶狀物102沿著由一對平行延伸的導引元件106, 108所界定出通道104的縱軸(L)移動。通道104可以是垂直或可以是其他方向，例如水平或傾斜的。在圖1A所示的實施範例中，沿著每個導引元件106, 108安排了一對滾輪110。這對滾輪110在玻璃帶狀物102經過通道104,以某一控制速度前 進時，夾住玻璃帶狀物102的邊緣102a。這對滾輪110的滾輪之間的間隙可以是固定的或可以沿著通道104的長度漸漸減少。藉著以比玻璃帶狀物102經過通道104前進時更快的速度抽拉玻璃帶狀物102,這對滾輪110可抽拉玻璃帶狀物102到某種厚度。還可以使用這對滾輪以外其他適合的邊緣導引器來抽拉經過通道104的玻璃帶狀物102。如圖1B所示，可以沿著通道104安排加熱元件112,以界定通道104內一個或以上的溫度控制區域。例如，當玻璃帶狀物102以熔融的形式進入通道104,溫度控制區域可讓玻璃帶狀物102沿著通道104的縱軸前進時，以控制的方式使其漸漸地冷卻。

請參考圖1A,劃線系統100包括置放在橫跨通道104的線性滑件(線性導引滑軌)114。線性滑件114可以使用任何方法橫跨通道104放置。例如，線性滑件114可以利用螺絲，鉗子裝置或其他合適的緊固件附加到通常平行於導引元件106, 108的支撐結構(未顯示出)。線性滑件114是以一個角度(α)傾斜於通道104或玻璃帶狀物102的橫軸(T)。通道104的橫軸(T)是垂直於通道104縱軸(L)的軸，或是垂直於玻璃帶狀物102在通道104內移動的方向。移動性支架116放置在線性滑件114上，安排成可沿著線性滑件114移動。線性滑件114可以包括一個線性移動驅動器118,譬如導螺桿驅動器或是傳動皮帶可用來自動化或控制驅動沿著線性滑件114的移動性支架116。在一項實施範例中，線性移動驅動器118可允許沿著線性滑件114的移動性支架116雙向的移動。線性滑件114的傾斜角度要可以滿足下列的關係：Sinα=V_glass /V_carriage 其中α是相對於通道104橫軸(T)的傾斜角度,V_glass 是玻璃帶狀物102經過通道104時的移動速度，而V_carriage 則是移動性支架116沿著線性滑件114的移動速度。圖1C圖示了公 式(1)的關係，其中V_r 是移動性支架116對玻璃帶狀物102的相對速度。

參考圖1A,劃線系統100包括耦合至移動性支架116的發光裝置120。在一項實施範例中，來自發光裝置120的光線射束可以加熱玻璃帶狀物102,而不會扭曲玻璃帶狀物102。發光裝置120包括主動元件，譬如光源，及/或被動元件，譬如透鏡和鏡子。在發光裝置120只包括被動元件時，主動元件可以離開移動性支架116分開放置，而被動元件可以接受來自主動元件的光線，將光線射束成形為適當的大小和能量形狀傳送到玻璃帶狀物102。在一項實施範例中，發光裝置120是射出雷射光束。雷射光束可由以下的雷射產生，包括非限制性之二氧化碳雷射和Nd: YAG雷射。更清楚顯示於圖1D,發光裝置120耦合至移動性支架116,使其出口端120a和玻璃帶狀物102是反向的關係。發光裝置120射出光線射束121可以是雷射射束，當移動性支架116沿著線性滑件114移動時，局部加熱玻璃帶狀物102。請回頭參考圖1A,如果滿足公式(1)的關係，來自發光裝置120的光線射束會沿著通道104橫軸的平行線加熱玻璃帶狀物102,產生一條橫跨玻璃帶狀物102的水平劃線如125處位置所示。應該要注意的是，在發光裝置120穿過整個玻璃帶狀物102的寬度後，元件125描出一條劃線。水平劃線的方向是平行於通道104的橫軸。可選擇發光裝置120所發出的光線射束波長，使得光線射束可在玻璃帶狀物102的表面吸收。光線射束可以是任何形狀，譬如橢圓形或圓形。光線射束的大小最好是使得玻璃帶狀物102的加熱侷限在所需劃線的附近。

圖1D所示的劃線系統100包括有進口端123的噴嘴122可以和流體來源連通(未顯示出)。當畫線形成時，可使用噴嘴122施加冷卻劑127到玻璃帶狀物102的加熱區域。噴嘴122可耦合至移動性支架116,使其可以和發光裝置120同 步移動。在一項實施範例中，在光吸收(加熱)表面被冷卻劑127冷卻，因而遭受熱衝擊之前在玻璃帶狀物102內產生裂隙。

參考圖1A,劃線系統100包括機械式劃線裝置，譬如劃線輪131,通常在運作發光裝置120之前，起始玻璃帶狀物內的裂隙。在一項實施範例中，劃線輪131放置在線性滑件129上的移動性支架128,其中線性滑件129和帶有發光裝置120的線性滑件114平行放置。或者，劃線輪131可放置在線性滑件114上。另一個選擇性的例子，劃線輪131,發光裝置120,和噴嘴122可耦合至移動性支架116,使其可以同步移動。如圖1E所示的這種安排，冷卻劑127放在光線射束(或雷射束)121之後，而劃線輪131則放在光線射束(或雷射束)121之前。因為劃線輪131只是被用來產生起始裂隙，當移動性支架116跨越玻璃帶狀物102的寬度時，不必要提供劃線輪131反作用力。在玻璃帶狀物內起始裂隙的那個點，可能要提供劃線輪131一個背後的支撐，譬如使用鼻輪或滾輪。一般而言，玻璃帶狀物102內起始裂隙的那個點要非常小，而且在玻璃帶狀物102的品質區域之外。一般而言，使用劃線輪131起始裂隙的時間要快，譬如幾分之幾秒以避免過長的起始劃線長度。在製作起始裂隙之後，可以縮回劃線輪131。

參考圖1A-1E,當要在玻璃帶狀物102上劃線時，就要將移動性支架116定位在玻璃帶狀物102的一邊。然後啟動移動性支架116,使其以滿足上述公式(1)關係的速度，沿著線性滑件114移動。當移動性支架116沿著線性滑件114移動時，發光裝置120射出雷射束，加熱玻璃帶狀物102,接著以一個噴嘴，在其中產生跨越玻璃帶狀物102的水平劃線。起始裂隙可以在玻璃帶狀物102開始的一邊產生，作為水平劃線的起始點，從這裡雷射束和冷卻噴嘴會傳播裂隙而穿越 玻璃帶狀物102。當施加冷卻劑到加熱區時，由於熱衝擊會在玻璃帶狀物102內產生裂隙。用來控制移動性支架116移動的控制系統126可以接受玻璃帶狀物102的速度作為輸入，在劃線期間依需要調整移動性支架116的速度，以滿足公式(1)中的關係。控制系統126可包括處理器，輸入/輸出裝置，和對應於玻璃帶狀物102的速度及/或線性滑件114傾斜角度以控制移動性支架116速度的邏輯系統。玻璃帶狀物102的速度可以得自滾輪110的速度。或者，也可使用感測裝置(未顯示出)來監控玻璃帶狀物102的速度。

在一項實施範例中，在熔化抽拉處理過程使用上述的劃線系統100。如圖2所示，熔融玻璃200流到融合管件204的通道201,以控制的方式從通道溢流往下到融合管件204的邊緣，形成片狀的流動206。片狀的流動206的外表面並沒有和任何固體材料接觸，也因而是原始且煆燒拋光的品質。片狀的流動206形成玻璃帶狀物102,在通道104中被接收。通道104包括一個或以上如前所述的控制熱區域，逐漸冷卻玻璃帶狀物102。一對滾輪控制玻璃帶狀物102的厚度和扁平度，而不用接觸玻璃帶狀物102的品質區域。如上所述，玻璃帶狀物102可在通道104一端劃線。接著可使用傳統的彎曲技術沿著劃線分割玻璃帶狀物102產生方便處理的玻璃片。例如，具有吸盤的自動機器可握緊劃線下的玻璃帶狀物102,並彎曲玻璃帶狀物102使玻璃帶狀物102在劃線處分開。從玻璃帶狀物102分割下來的玻璃片可送去後製處理和包裝使用。如上所述，在做好水平劃線後，將移動性支架116送回開始位置，準備製作下一個水平劃線。可以按時間啟動移動性支架116,使得玻璃帶狀物102是以規則性的間隔劃線。

請參考圖1A,在劃線系統100中，可以無視於移動性支架116的速度，而選擇玻璃帶狀物102的速度，只要可以滿足 上述公式(1)的關係就好。對於已選定的玻璃帶狀物102的速度，可以根據線性滑件114相對於通道104或玻璃帶狀物102橫軸的傾斜角度以決定移動性支架116的速度。也可以支撐相對於通道104的線性滑件114,使得線性滑件114相對於通道104或玻璃帶狀物102橫軸的傾斜角度是可調整的。例如，線性滑件114可一端經由樞軸連結耦合至通常平行於導引元件106的支撐結構(未顯示出)，而另一端則經由可滑動連結耦合至通常平行於導引元件108的支撐結構(未顯示出)，其中可啟動滑動連結以改變線性滑件114的傾斜角度。可控制移動性支架116的速度，以及線性滑件114的傾斜角度，以使製作劃線時可以滿足公式(1)的關係。劃線系統100可使循環時間相對地快，因為移動性支架116不需要和玻璃帶狀物102以同樣的速度移動，這樣會需要另一個軸的位移，而導致完成一個循環較長的時間。在劃線期間，劃線系統100避免硬物接觸玻璃帶狀物102的品質區域，因而也防止玻璃帶狀物102品質區域的表面傷害。

本發明已對有限數目實施例加以說明。不過，業界熟知此技術者將受益於該揭示內容設計出其他實施例而並不會脫離在此所揭示本發明範圍。因而，本發明範圍只受限於下列之申請專利範圍。

劃線系統‧‧‧100

玻璃帶狀物‧‧‧102

邊緣‧‧‧102a

通道‧‧‧104

導引元件‧‧‧106, 108

滾輪‧‧‧110

加熱元件‧‧‧112

線性滑件‧‧‧114

移動性支架‧‧‧116

線性移動驅動器‧‧‧118

發光裝置‧‧‧120

出口端‧‧‧120a

光線射束‧‧‧121

噴嘴‧‧‧122

進口端‧‧‧123

刻痕線‧‧‧125

控制系統‧‧‧126

冷卻劑‧‧‧127

移動性支架‧‧‧128

線性滑件‧‧‧129

劃線輪‧‧‧131

熔融玻璃‧‧‧200

通道‧‧‧201

融合管件‧‧‧204

底下所說明附圖列舉出本發明一般實施例以及並不視為限制本發明範圍，本發明亦容許其他相同效用之實施例。附圖並不按照比例，以及特定附圖以及附圖特定角度可放大比例地或示意地顯示以清楚地及精簡地繪製。

圖1A顯示出形成刻痕線橫越移動性玻璃帶狀物寬度之劃線系統。

圖1B顯示出圖1A劃線系統之側視圖。

圖1C顯示出圖1A劃線系統之速度圖。

圖1D顯示出圖1A劃線系統之端視圖。

圖1E顯示出冷卻劑，光束，以及劃線輪接續地橫越過玻璃帶狀物。

圖2顯示出包含於融合抽拉處理過程中之圖1A劃線系統。

玻璃帶狀物‧‧‧102

邊緣‧‧‧102a

通道‧‧‧104

導引元件‧‧‧106, 108

滾輪‧‧‧110

線性滑件‧‧‧114

移動性支架‧‧‧116

線性移動驅動器‧‧‧118

發光裝置‧‧‧120

噴嘴‧‧‧122

刻痕線‧‧‧125

控制系統‧‧‧126

移動性支架‧‧‧128

線性滑件‧‧‧129

劃線輪‧‧‧131

Claims (16)

1. 一種玻璃帶狀物劃線之方法，該方法包括：沿著一通道之一縱軸而運送該玻璃帶狀物；相對於該通道的一個邊緣提供一工具於一第一位置處；使用該工具於該玻璃帶狀物上產生一起始裂隙，以作為用於一劃線的一起始點；相對於該通道的該邊緣提供一線性滑件於一第二位置處，該第二位置於沿著該通道的該邊緣的方向與該第一位置分隔，該線性滑件越過該通道而延伸且以一傾斜角度相對於該通道之一橫軸而傾斜；沿著該線性滑件移動一可移動性支架；以及運作耦合至該可移動性支架的一發光裝置，以發射出用於加熱該玻璃帶狀物的一光線射束，該光線射束的波長在該玻璃帶狀物之該表面處被吸收，並施加一冷卻劑至該玻璃帶狀物的一區域，於該區域中該光線射束被吸收，以傳播該起始裂隙越過該玻璃帶狀物之該區域，並藉此而形成越過該玻璃帶狀物之該區域的一劃線。
2. 依據申請專利範圍第1項之方法，其中移動該可移動性支架的步驟包括選擇該移動玻璃帶狀物的速度，該移動性支架的速度，和該線性滑件的該傾斜角度，以使該光線射束沿著平行於該通道的該橫軸之一線加熱該玻璃 帶狀物。
3. 依據申請專利範圍第2項之方法，其中該發光裝置發射一雷射光束。
4. 一種對沿著一通道之一縱軸移動之一玻璃帶狀物劃線之裝置，其包括：一工具，沿著該通道之一個邊緣而配置於一第一位置並可操作以於該玻璃帶狀物上產生一起始裂隙；一線性滑件，沿著該通道之該邊緣而配置於一第二位置，該第二位置於沿著該通道的該邊緣之方向與該第一位置分隔，該線性滑件以一個相對於該通道之一橫軸的一角度越過該通道而延伸；一可移動性支架，其耦合至該線性滑件以沿著該線性滑件移動；以及一發光裝置，其耦合至該可移動性支架並可操作以射出在該玻璃帶狀物的一表面可吸收之特定波長的一光線射束。
5. 依據申請專利範圍第4項之裝置，其中該發光裝置發射一雷射光束。
6. 依據申請專利範圍第4項之裝置，更進一步包含耦合至該線性滑件的一線性移動驅動器，用以沿著該線性滑 件來移動該可移動性支架。
7. 依據申請專利範圍第4項之裝置，更進一步包含具有一進口端部的一噴嘴，用以與一冷卻劑流體來源連通，以及配置成與該發光裝置同步移動。
8. 一種對一移動的玻璃帶狀物劃線之系統，該系統包含：一對平行排列之導引元件並界定出具有一縱軸之一通道，該玻璃帶狀物沿著該縱軸移動；一工具，沿著該通道之一個邊緣而配置於一第一位置並可操作以於該玻璃帶狀物上產生一起始裂隙；一線性滑件，沿著該通道之該邊緣而配置於一第二位置，該第二位置於沿著該邊緣之方向與該第一位置分隔，該線性滑件越過該導引元件而延伸並以一個相對於該通道之一橫軸的角度而傾斜；一可移動性支架，耦合至該線性滑件，用以沿著該線性滑件之長度而移動；以及一發光裝置，耦合至該可移動支架且可操作以射出在該玻璃帶狀物的表面可吸收之特定波長的一光線射束。
9. 依據申請專利範圍第8項之系統，其中該玻璃帶狀物之速度，該傾斜角度，以及該可移動性支架之速度經選擇，使得該光線射束沿著平行於該通道的該橫軸之一線 加熱該玻璃帶狀物。
10. 依據申請專利範圍第8項之系統，其中該發光裝置是一雷射光束。
11. 依據申請專利範圍第8項之系統，更進一步包含一控制系統以用來調整該可移動性支架的速度，以回應該移動玻璃帶狀物之速度及/或該線性滑件之該傾斜角度。
12. 依據申請專利範圍第8項之系統，其中該線性滑件越過該通道而安裝，使得相對於該通道之該橫軸之該線性滑件的該傾斜角度是可調整的。
13. 依據申請專利範圍第8項之系統，更進一步包括一線性驅動器以沿著該線性滑件移動該可移動性支架。
14. 依據申請專利範圍第8項之系統，更進一步包括具有一進口端的一噴嘴，與一冷卻劑流體來源連通，並配置成與該發光裝置同步移動。
15. 依據申請專利範圍第8項之系統，更進一步包括滾輪，沿著該導引構件而設置以承受該玻璃帶狀物之側邊邊緣以及抽拉該玻璃帶狀物通過該通道。
16. 依據申請專利範圍第8項之系統，其中該通道包含一個或多個控制溫度之區域。